Zielony wodór zamiast gazu ziemnego? PGNiG już nad tym pracuje!

Materiał informacyjny PGNiG
Udostępnij:
Odnawialna energia ze słońca wyzwoli wodór z wody, ten zaś popłynie istniejącymi już instalacjami do naszych domów i firm, zastępując w kuchenkach, piecykach czy turbinach gaz ziemny. Tanio, bez wahań cenowych i bez uzależnienia od nieprzewidywalnych dostawców gazu. To na razie bliżej nie określona przyszłość. Ale aby taka koncepcja miała szansę realizacji, już teraz PGNiG wdraża projekt „InGrid - Power to Gas”.

Obecnie aż 96 proc. światowej produkcji wodoru oparte jest na paliwach kopalnych, a zaledwie 4 proc. powstaje w procesie elektrolizy wody. Ale to właśnie to drugie źródło budzi największe zainteresowanie naukowców. Na świecie realizowanych jest obecnie wiele projektów typu „power to gas”, w których, przy użyciu energii pochodzącej ze źródeł odnawialnych, w wyniku hydrolizy wody otrzymywany jest wodór. Na razie jednak zdecydowana większość z nich, to projekty niskoskalowe i badawcze.

Hydrolizery (elektrolizery), czyli urządzenia służące do produkcji wodoru w procesie elektrolizy wody, są coraz lepsze – wydajniejsze i tanie. Dzięki temu produkcja wodoru tą metodą może sprawić, że wkrótce jego cena będzie porównywalna z ceną gazu ziemnego. A to oznacza, że na wielką skalę zielony wodór będzie można wykorzystać w procesie dekarbonizacji gospodarki.

By tak się stało, paliwo wodorowe powinno wzbogacić (a w przyszłości może nawet zastąpić) także gaz ziemny w instalacjach, z których korzystają gospodarstwa domowe – dla celów ogrzewania pomieszczeń, wody użytkowej czy przygotowywania posiłków.

Podobnie jest z instalacjami tłoczącymi aktualnie gaz ziemny napędzający turbiny energetyczne czy instalacjami wykorzystywanymi w przemyśle w różnych procesach technologicznych.

InGrid – Power to Gas w Odolanowie

Jeden z projektów typu „power to gas” realizowany jest od 2020 r. przez spółkę Polskie Górnictwo Naftowe i Gazownictwo (PGNiG) – w oddziale w Odolanowie. Celem projektu jest zbadanie możliwości magazynowania i transportu wodoru przy wykorzystaniu istniejącej sieci gazu ziemnego.

Gaz wykorzystywany dla celów projektu produkowany będzie metodą hydrolizy wody. W pierwszym etapie powstanie więc instalacja fotowoltaiczna, produkująca zielony prąd oraz magazyn energii, zakupiony i uruchomiony zostanie też elektrolizer. Produkcja zielonego wodór ma się rozpocząć już w 2022 r.

O wręcz pionierskim charakterze projektu InGrid – Power to Gas w Odolanowie może świadczyć liczba zagadnień do rozwiązania praktycznie od podstaw. W większości nawet bardzo innowacyjnych projektów badacze mogą oprzeć się na wielu istniejących już patentach i know-how. Istnieją też oparte na wcześniejszych doświadczeniach, badaniach i eksploatacji technologicznych normy. Tymczasem, chcąc tłoczyć zielony wodór w instalacjach wykorzystywanych obecnie przez gaz ziemny, trzeba dopiero takie normy – w oparciu o doświadczenia i prace badawcze – stworzyć, a problemy technologiczne rozwiązać.
A ich lista jest długa.

Nowe normy, procedury, technologie

Ważne problemy, które trzeba będzie rozwiązać, dotyczą właściwości wodoru oraz cech różniących go od gazu ziemnego. Wodór jest gazem o bardzo niskiej gęstości, przez co wymaga dużo wyższej szczelności instalacji (w tym także zaworów, tłoczni i podobnych urządzeń) niż gaz ziemny czy biometan. W przeciwieństwie do gazu ziemnego, w przypadku tłoczenia wodoru nawet niewielkie zanieczyszczenie instalacji powietrzem sprowadza ryzyko wybuchu. Jest to konsekwencją właściwości fizycznych - wodór tworzy mieszankę wybuchową z powietrzem w bardzo szerokim zakresie stężeń, bo od zaledwie 4 proc. aż do 75 proc. Dla porównania metan (jako składnik gazu ziemnego) tworzy taką mieszankę w zakresie 5-15 proc.

Na tym nie koniec. Wodór pali się płomieniem całkowicie bezbarwnym. Konieczne jest więc przygotowanie procedur bezpieczeństwa, pozwalających użytkownikom końcowym na bezpieczne użytkowanie palników gazowych zasilanych wodorem, np. barwienie paliwa wodorowego tłoczonego do kuchenek gazowych i instalacji odbiorców końcowych.

Kolejny problem do rozwiązania wiąże się ze spalaniem wodoru w kuchenkach i innych urządzeniach. Spalanie wodoru w powietrzu, w otwartym palniku (np. niemodyfikowanej kuchence gazowej) odbywa się w bardzo wysokiej temperaturze, w której nie powstają wprawdzie tlenki węgla, ale powstają tlenki azotu. Trzeba więc opracować modele palników obniżających temperaturę spalania do poziomu nie powodującego emisji tlenków azotu w spalaniu atmosferycznym. Przy okazji zaś trzeba też mieć na względzie fakt, iż standardowe instalacje gazowe pod wpływem wodoru ulegają przyspieszonej korozji.

Co prawda trwają już prace nad rozwiązaniem tego problemu, ale dotąd nie został wypracowany żaden standard, ani komercyjna technologia.

Prawo nie nadąża za innowacjami

Zresztą problemy braku gotowych rozwiązań czy procedur dotyczą niemal całego procesu wprowadzania zielonego wodoru do aktualnie stosowanych instalacji gazu ziemnego, co ma być finałem realizowanego w Odolanowie projektu. Brak jednoznacznych rekomendacji ustalenia górnej bezpiecznej granicy dla zawartości wodoru w gazie ziemnym to tylko fragment większej całości. Nie istnieją bowiem jeszcze sprecyzowane dokumenty legislacyjne dla tego typu instalacji, ani dla wodoru jako paliwa w przemyśle energetycznym. Wszelkie światowe dyrektywy, normy i przepisy lokalne dotyczą tylko i wyłącznie wodoru w instalacjach technicznych o bardzo ograniczonym zastosowaniu. Zaplanowane badania pozwolą przyśpieszyć prace nad odpowiednimi procedurami.

Nie trzeba chyba dodawać, że istniejące na terenie oddziału w Odolanowie instalacje do uzdatniania gazu ziemnego i produkcji gazów technicznych wymagają specjalnego nadzoru i spełnienia rygorystycznych norm bezpieczeństwa pożarowego i chemicznego. Wpływa to na wydłużony proces projektowania. Jeszcze bardziej jednak spowalniają przedsięwzięcie prace nad rozwiązaniem i unormowaniem wszystkich wspomnianych kwestii. Trudno więc w tej chwili przewidzieć, jak długo on potrwa. Oczywiście, by maksymalnie skrócić ten dystans czasowy, wiele zadań odcinkowych realizowanych jest równolegle. Nie wszystko jednak da się przyspieszyć.

Paradoksalnie na przykład, w świetle obowiązującego aktualnie prawa nie da się nawet korzystać wyłącznie dla potrzeb projektu z instalacji fotowoltaicznej; trzeba ją najpierw zgodnie z obowiązującymi procedurami, jak każdą inną, podłączyć do sieci lokalnego operatora!

Dołącz do nas na Facebooku!

Publikujemy najciekawsze artykuły, wydarzenia i konkursy. Jesteśmy tam gdzie nasi czytelnicy!

Polub nas na Facebooku!

Kontakt z redakcją

Byłeś świadkiem ważnego zdarzenia? Widziałeś coś interesującego? Zrobiłeś ciekawe zdjęcie lub wideo?

Napisz do nas!

Materiał oryginalny: Zielony wodór zamiast gazu ziemnego? PGNiG już nad tym pracuje! - Dziennik Bałtycki

Przejdź na stronę główną Tygodnik Ostrołęcki
Dodaj ogłoszenie